[發明專利]一種結構緊湊的單頻脈沖拉曼激光器

有效

• 申請號: 201910189436.2
• 申請日: 2019-03-13
• 公開（公告）號: CN109842014B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 叢振華;焦月;劉兆軍;謝永耀;秦增光;張行愚
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H01S3/30
• 分類號: H01S3/30;H01S3/105;H01S3/115
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 陳桂玲

本發明涉及一種結構緊湊的單頻脈沖拉曼激光器，屬于激光器技術領域，包括泵浦源、耦合透鏡組、腔鏡M1、第一1/4波片、激光增益介質、第二1/4波片、腔鏡M2、RTP晶體、第三1/4波片、布儒斯特片、腔鏡M3和分光鏡M4。該激光器采用直腔全固體激光器結構，其中RTP晶體同時作為電光調Q晶體和拉曼晶體，減少了光學器件，降低了腔內損耗，因此該結構具有結構緊湊、損耗小、輸出高效、適用范圍廣等特點。

技術領域

本發明涉及一種結構緊湊的單頻脈沖拉曼激光器，屬于激光器技術領域。

背景技術

單頻脈沖激光器，是指工作在單縱模運轉狀態，輸出光譜線寬非常窄，具有良好相干性的一類脈沖激光器。具有相干長度長、線寬窄、噪聲低、峰值功率高等優點，可應用于激光雷達、激光測距、引力波探測、光譜學、激光醫療、非線性光學頻率變換等領域。

受激光材料的限制，通過泵浦激光增益介質直接產生的激光波長有限，難以滿足某些領域對激光波長的特殊需求。受激拉曼散射是一種重要的變頻技術，具有轉換效率高、不需要相位匹配等特性。通過改變泵浦光的波長和拉曼晶體，可以極大的擴展輸出激光的波長范圍。

目前常見的單頻脈沖拉曼激光器多采用調Q晶體和拉曼晶體分離的結構，如中國發明專利CN105552709A，公開了一種單頻固體拉曼激光器，該結構明顯增加了腔長，結構復雜，不利于激光器的緊湊性和穩定性。為解決上述激光器中的問題，本發明提出一種基于扭擺腔的耦合腔式單頻脈沖拉曼激光器，該激光器結合了扭擺腔、拉曼耦合腔的優點，利用RTP晶體的優良特性，既保證了實現單頻脈沖激光的輸出，又減少了激光腔內的光學元件，降低了腔內損耗，提高了轉換效率，使激光器的結構更加簡單緊湊。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種結構緊湊的單頻脈沖拉曼激光器，該激光器采用直腔全固態激光器結構，其中RTP晶體既可作為電光調Q器件實現脈沖輸出，又能夠作為拉曼晶體實現激光拉曼轉換，從而減小了腔內器件與腔長，使結構更加緊湊穩定。因此該激光器具有結構緊湊、穩定性好、輸出高效、適用范圍廣等特點。

本發明的技術方案如下：

本發明提供一種結構緊湊的單頻脈沖拉曼激光器，包括泵浦源、耦合透鏡組、激光增益介質、RTP晶體、1/4波片、布儒斯特片、腔鏡M1、腔鏡M2、腔鏡M3、分光鏡M4和溫度控制系統。泵浦源輸出泵浦光，沿泵浦光的傳播方向設置耦合透鏡組、腔鏡M1、第一1/4波片、激光增益介質、第二1/4波片、腔鏡M2、RTP晶體、第三1/4波片、布儒斯特片、腔鏡M3、分光鏡M4。激光增益介質的外部設置有溫度控制系統，保持晶體以及器件溫度恒定以便減少激光腔內晶體的熱效應，溫度控制系統可采用現有技術，均不影響本發明的實施；腔鏡M1和腔鏡M3構成基頻諧振腔，基頻腔采用扭擺腔結構，確保基頻光的單頻輸出，另外腔內插入RTP晶體用作電光調Q開關，對基頻激光進行調Q；腔鏡M2和腔鏡M3構成拉曼諧振腔，在拉曼諧振腔內RTP晶體又作為拉曼介質進行拉曼轉化，最終實現單頻脈沖拉曼激光輸出。

腔鏡M1、腔鏡M2和腔鏡M3構成三鏡耦合腔，布儒斯特片與激光介質兩端的第一1/4波片和第二1/4波片構成扭擺腔；第三1/4波片、RTP晶體和布儒斯特片結合使用構成電光調Q開關。

根據本發明優選的，所述第一1/4波片與第二1/4波片的快軸相互垂直；

進一步優選的，所述第一1/4波片與布儒斯特片的起偏方向，以及第二1/4波片與布儒斯特片的起偏方向均呈45°。

進一步優選的，所述激光增益介質和RTP晶體的兩個通光端面上均鍍有對泵浦光、基頻光和拉曼光透過率大于99％的增透膜。

根據本發明優選的，所述腔鏡M1鍍有對泵浦光透過率大于95％、且對基頻光反射率大于99％的介質膜；

進一步優選的，所述腔鏡M1為平平鏡、平凹鏡或平凸鏡。